Purpose To report the long-term results of the Intergroup Radiation Therapy Oncology Group 91-11 study evaluating the contribution of chemotherapy added to radiation therapy (RT) for larynx preservation. Patients and Methods Patients with stage III or IV glottic or supraglottic squamous cell cancer were randomly assigned to induction cisplatin/fluorouracil (PF) followed by RT (control arm), concomitant cisplatin/RT, or RT alone. The composite end point of laryngectomy-free survival (LFS) was the primary end point. Results Five hundred twenty patients were analyzed. Median follow-up for surviving patients is 10.8 years. Both chemotherapy regimens significantly improved LFS compared with RT alone (induction chemotherapy v RT alone: hazard ratio [HR], 0.75; 95% CI, 0.59 to 0.95; P = .02; concomitant chemotherapy v RT alone: HR, 0.78; 95% CI, 0.78 to 0.98; P = .03). Overall survival did not differ significantly, although there was a possibility of worse outcome with concomitant relative to induction chemotherapy (HR, 1.25; 95% CI, 0.98 to 1.61; P = .08). Concomitant cisplatin/RT significantly improved the larynx preservation rate over induction PF followed by RT (HR, 0.58; 95% CI, 0.37 to 0.89; P = .0050) and over RT alone (P < .001), whereas induction PF followed by RT was not better than treatment with RT alone (HR, 1.26; 95% CI, 0.88 to 1.82; P = .35). No difference in late effects was detected, but deaths not attributed to larynx cancer or treatment were higher with concomitant chemotherapy (30.8% v 20.8% with induction chemotherapy and 16.9% with RT alone). Conclusion These 10-year results show that induction PF followed by RT and concomitant cisplatin/RT show similar efficacy for the composite end point of LFS. Locoregional control and larynx preservation were significantly improved with concomitant cisplatin/RT compared with the induction arm or RT alone. New strategies that improve organ preservation and function with less morbidity are needed.

Purpose Combining cisplatin or cetuximab with radiation improves overall survival (OS) of patients with stage III or IV head and neck carcinoma (HNC). Cetuximab plus platinum regimens also increase OS in metastatic HNC. The Radiation Therapy Oncology Group launched a phase III trial to test the hypothesis that adding cetuximab to the radiation-cisplatin platform improves progression-free survival (PFS). Patients and Methods Eligible patients with stage III or IV HNC were randomly assigned to receive radiation and cisplatin without (arm A) or with (arm B) cetuximab. Acute and late reactions were scored using Common Terminology Criteria for Adverse Events (version 3). Outcomes were correlated with patient and tumor features and markers. Results Of 891 analyzed patients, 630 were alive at analysis (median follow-up, 3.8 years). Cetuximab plus cisplatin-radiation, versus cisplatin-radiation alone, resulted in more frequent interruptions in radiation therapy (26.9% v 15.1%, respectively); similar cisplatin delivery (mean, 185.7 mg/m 2 v 191.1 mg/m 2 , respectively); and more grade 3 to 4 radiation mucositis (43.2% v 33.3%, respectively), rash, fatigue, anorexia, and hypokalemia, but not more late toxicity. No differences were found between arms A and B in 30-day mortality (1.8% v 2.0%, respectively; P = .81), 3-year PFS (61.2% v 58.9%, respectively; P = .76), 3-year OS (72.9% v 75.8%, respectively; P = .32), locoregional failure (19.9% v 25.9%, respectively; P = .97), or distant metastasis (13.0% v 9.7%, respectively; P = .08). Patients with p16-positive oropharyngeal carcinoma (OPC), compared with patients with p16-negative OPC, had better 3-year probability of PFS (72.8% v 49.2%, respectively; P < .001) and OS (85.6% v 60.1%, respectively; P < .001), but tumor epidermal growth factor receptor (EGFR) expression did not distinguish outcome. Conclusion Adding cetuximab to radiation-cisplatin did not improve outcome and hence should not be prescribed routinely. PFS and OS were higher in patients with p16-positive OPC, but outcomes did not differ by EGFR expression.

Purpose To investigate the feasibility of intensity-modulated radiation therapy (IMRT) with or without chemotherapy, and to assess toxicities, failure patterns, and survivals in patients with nasopharyngeal carcinoma (NPC). Patients and Methods Radiation consisted of 70 Gy given to the planning target volumes of primary tumor plus any N+ disease and 59.4 Gy given to subclinical disease, delivered over 33 treatment days. Patients with stage T2b or greater or with N+ disease also received concurrent cisplatin (100 mg/m 2 ) on days 1, 22, and 43 followed by adjuvant cisplatin (80 mg/m 2 ) on day 1; fluorouracil (1,000 mg/m 2 /d) on days 1 through 4 administered every 4 weeks for three cycles. Tumor, clinical status, and acute/late toxicities were assessed. The primary objective was to test the transportability of IMRT to a multi-institutional setting. Results Between February 2003 and November 2005, 68 patients with stages I through IVB NPC (of which 93.8% were WHO types 2 and 3) were enrolled. Prescribed IMRT (target delineation) was given to 83.8%, whereas 64.9% received chemotherapy per protocol. The estimated 2-year local progression-free (PF), regional PF, locoregional PF, and distant metastasis–free rates were 92.6%, 90.8%, 89.3%, and 84.7%, respectively. The estimated 2-year PF and overall survivals were 72.7% and 80.2%, respectively. Acute grade 4 mucositis occurred in 4.4%, and the worst late grade 3 toxicities were as follows: esophagus, 4.7%; mucous membranes, 3.1%; and xerostomia, 3.1%. The rate of grade 2 xerostomia at 1 year from start of IMRT was 13.5%. Only two patients complained of grade 3 xerostomia, and none had grade 4 xerostomia. Conclusion It was feasible to transport IMRT with or without chemotherapy in the treatment of NPC to a multi-institutional setting with 90% LRPF rate reproducing excellent reports from single institutions. Minimal grade 3 and lack of grade 4 xerostomia were encouraging.

Purpose Locoregional failure remains a significant problem for patients receiving definitive radiation therapy alone or combined with chemotherapy for non–small-cell lung cancer (NSCLC). Positron emission tomography (PET) with [18F]fluoro-2-deoxy-d-glucose (FDG) has proven to be a valuable diagnostic and staging tool for NSCLC. This prospective study was performed to determine the impact of treatment simulation with FDG-PET and CT on radiation therapy target volume definition and toxicity profiles by comparison to simulation with computed tomography (CT) scanning alone. Methods Twenty-six patients with Stages I–III NSCLC were studied. Each patient underwent sequential CT and FDG-PET simulation on the same day. Immobilization devices used for both simulations included an alpha cradle, a flat tabletop, 6 external fiducial markers, and a laser positioning system. A radiation therapist participated in both simulations to reproduce the treatment setup. Both the CT and fused PET/CT image data sets were transferred to the radiation treatment planning workstation for contouring. Each FDG-PET study was reviewed with the interpreting nuclear radiologist before tumor volumes were contoured. The fused PET/CT images were used to develop the three-dimensional conformal radiation therapy (3DCRT) plan. A second physician, blinded to the results of PET, contoured the gross tumor volumes (GTV) and planning target volumes (PTV) from the CT data sets, and these volumes were used to generate mock 3DCRT plans. The PTV was defined by a 10-mm margin around the GTV. The two 3DCRT plans for each patient were compared with respect to the GTV, PTV, mean lung dose, volume of normal lung receiving ≥20 Gy (V20), and mean esophageal dose. Results The FDG-PET findings altered the AJCC TNM stage in 8 of 26 (31%) patients; 2 patients were diagnosed with metastatic disease based on FDG-PET and received palliative radiation therapy. Of the 24 patients who were planned with 3DCRT, PET clearly altered the radiation therapy volume in 14 (58%), as follows. PET helped to distinguish tumor from atelectasis in all 3 patients with atelectasis. Unsuspected nodal disease was detected by PET in 10 patients, and 1 patient had a separate tumor focus detected within the same lobe of the lung. Increases in the target volumes led to increases in the mean lung dose, V20, and mean esophageal dose. Decreases in the target volumes in the patients with atelectasis led to decreases in these normal-tissue toxicity parameters. Conclusions Radiation targeting with fused FDG-PET and CT images resulted in alterations in radiation therapy planning in over 50% of patients by comparison with CT targeting. The increasing availability of integrated PET/CT units will facilitate the use of this technology for radiation treatment planning. A confirmatory multicenter, cooperative group trial is planned within the Radiation Therapy Oncology Group.

Purpose Previous analysis of this Intergroup trial demonstrated that with a median follow-up among surviving patients of 45.9 months, the concurrent postoperative administration of cisplatin and radiation therapy improved local-regional control and disease-free survival of patients who had high-risk resectable head-and-neck carcinomas. With a minimum of 10 years of follow-up potentially now available for all patients, these results are updated here to examine long-term outcomes. Methods and Materials A total of 410 analyzable patients who had high-risk resected head-and-neck cancers were prospectively randomized to receive either radiation therapy (RT: 60 Gy in 6 weeks) or identical RT plus cisplatin, 100 mg/m2 i.v. on days 1, 22, and 43 (RT + CT). Results At 10 years, the local-regional failure rates were 28.8% vs 22.3% (P=.10), disease-free survival was 19.1% vs 20.1% (P=.25), and overall survival was 27.0% vs 29.1% (P=.31) for patients treated by RT vs RT + CT, respectively. In the unplanned subset analysis limited to patients who had microscopically involved resection margins and/or extracapsular spread of disease, local-regional failure occurred in 33.1% vs 21.0% (P=.02), disease-free survival was 12.3% vs 18.4% (P=.05), and overall survival was 19.6% vs 27.1% (P=.07), respectively. Conclusion At a median follow-up of 9.4 years for surviving patients, no significant differences in outcome were observed in the analysis of all randomized eligible patients. However, analysis of the subgroup of patients who had either microscopically involved resection margins and/or extracapsular spread of disease showed improved local-regional control and disease-free survival with concurrent administration of chemotherapy. The remaining subgroup of patients who were enrolled only because they had tumor in 2 or more lymph nodes did not benefit from the addition of CT to RT. Previous analysis of this Intergroup trial demonstrated that with a median follow-up among surviving patients of 45.9 months, the concurrent postoperative administration of cisplatin and radiation therapy improved local-regional control and disease-free survival of patients who had high-risk resectable head-and-neck carcinomas. With a minimum of 10 years of follow-up potentially now available for all patients, these results are updated here to examine long-term outcomes. A total of 410 analyzable patients who had high-risk resected head-and-neck cancers were prospectively randomized to receive either radiation therapy (RT: 60 Gy in 6 weeks) or identical RT plus cisplatin, 100 mg/m2 i.v. on days 1, 22, and 43 (RT + CT). At 10 years, the local-regional failure rates were 28.8% vs 22.3% (P=.10), disease-free survival was 19.1% vs 20.1% (P=.25), and overall survival was 27.0% vs 29.1% (P=.31) for patients treated by RT vs RT + CT, respectively. In the unplanned subset analysis limited to patients who had microscopically involved resection margins and/or extracapsular spread of disease, local-regional failure occurred in 33.1% vs 21.0% (P=.02), disease-free survival was 12.3% vs 18.4% (P=.05), and overall survival was 19.6% vs 27.1% (P=.07), respectively. At a median follow-up of 9.4 years for surviving patients, no significant differences in outcome were observed in the analysis of all randomized eligible patients. However, analysis of the subgroup of patients who had either microscopically involved resection margins and/or extracapsular spread of disease showed improved local-regional control and disease-free survival with concurrent administration of chemotherapy. The remaining subgroup of patients who were enrolled only because they had tumor in 2 or more lymph nodes did not benefit from the addition of CT to RT.

Accumulating evidence suggests that characteristics of pre-treatment FDG–PET could be used as prognostic factors to predict outcomes in different cancer sites. Current risk analyses are limited to visual assessment or direct uptake value measurements. We are investigating intensity–volume histogram metrics and shape and texture features extracted from PET images to predict patient's response to treatment. These approaches were demonstrated using datasets from cervix and head and neck cancers, where AUC of 0.76 and 1.0 were achieved, respectively. The preliminary results suggest that the proposed approaches could potentially provide better tools and discriminant power for utilizing functional imaging in clinical prognosis.

Background In the human papillomavirus (HPV) era, the best way to assess oropharyngeal squamous carcinomas (SCC) for risk stratification is not clear. Many recommend use of both p16 immunohistochemistry and HPV in situ hybridization (ISH). A significant minority of tumors are p16 positive and HPV ISH negative, the significance of which is unclear. Methods Two hundred thirty-nine oropharyngeal SCC were tested by immunohistochemistry for p16 and by ISH for high-risk HPV. For p16 positive, HPV ISH negative cases, PCR was conducted for HPV. The findings were correlated with pathologic and clinical findings. Results Of the 239 cases, 187 (78%) were positive for p16. Of these, 139 (74%) were positive for HPV by ISH. Of the remaining 48 cases, 45 had material for PCR. Nineteen were positive for HPV, leaving a group of 26 p16 positive and HPV undetectable SCCs. In the p16 positive cohort, there was no difference in survival between HPV ISH positive and negative cases. Comparing the HPV ISH positive and HPV ISH and PCR negative SCC, there was again no difference in survival. p16 positive, HPV negative SCC still had significantly better survival than p16 negative SCC in univariate and multivariate analysis. Conclusions Outcomes for p16 positive, HPV negative oropharyngeal SCC are not significantly different from p16 positive, HPV positive tumors and are significantly better than for p16 negative tumors. These results suggest that p16 immunohistochemistry alone is the best test to use for risk stratification in oropharyngeal SCC.

Purpose: The objective of this work was to develop a quality control (QC) tool to reduce intensity modulated radiotherapy (IMRT) planning variability and improve treatment plan quality using mathematical models that predict achievable organ‐at‐risk (OAR) dose‐volume histograms (DVHs) based on individual patient anatomy. Methods: A mathematical framework to predict achievable OAR DVHs was derived based on the correlation of expected dose to the minimum distance from a voxel to the PTV surface. OAR voxels sharing a range of minimum distances were computed as subvolumes. A three‐parameter, skew‐normal probability distribution was used to fit subvolume dose distributions, and DVH prediction models were developed by fitting the evolution of the skew‐normal parameters as a function of distance with polynomials. Cohorts of 20 prostate and 24 head‐and‐neck IMRT plans with identical clinical objectives were used to train organ‐specific average models for rectum, bladder, and parotids. A sum of residuals analysis quantifying the integrated difference between the clinically approved DVH and predicted DVH evaluated similarity between DVHs. The ability of the average models to prospectively predict DVHs was evaluated on an independent validation cohort of 20 prostate plans. Statistical comparison of the sums of residuals between training and validation cohorts quantified the accuracy of the average model. Restricted sums of residuals (RSR) were used to identify potential outliers, where large values of RSR indicate a clinical DVH that exceeds the predicted DVH by a considerable amount. A refined model was obtained for each organ by excluding outliers with large RSR values from the training cohort. The refined model was applied to the original training cohort and restricted sums of residuals were utilized to estimate potential DVH improvements. All cases were replanned and evaluated by the physician that approved the original plan. The ability of the refined models to correctly identify outliers was assessed using the residual sum between the original and replanned DVHs to quantify dosimetric gains realized under replanning. Results: Statistical analysis of average sum of residuals for rectum ( ), bladder ( ), and parotid ( ) training cohorts yielded mean values near zero and small with respect to the standard deviations, indicating that the average models are capturing the essential behavior of the training cohorts. The predictive abilities of the average rectum and bladder models were statistically indistinguishable between the training and validation sets, with and for the validation set. The refined models’ ability to detect outliers and predict achievable OAR DVHs was demonstrated by a strong correlation between predicted gains (RSR) and realized gains after replanning with sample correlation coefficients of r = 0.92 for the rectum, r = 0.88 for the bladder, and r = 0.84 for the parotid glands. Conclusions: The results demonstrate that our mathematical framework and modest training cohorts successfully predict achievable OAR DVHs based on individual patient anatomy. The models correctly identified suboptimal plans that demonstrated further OAR sparing after replanning. This modeling technique requires no manual intervention except for appropriate selection of a training set with identical evaluation criteria. Clinical implementation is in progress to evaluate impact on real‐time IMRT QC.

Human papillomavirus (HPV) is established as causative in oropharyngeal squamous cell carcinomas (OSCCs), being detected in 50% to 80% of tumors by DNA in situ hybridization (ISH) and/or polymerase chain reaction. However, these tests do not assess viral transcription. Many consider E6/E7 messenger ribonucleic acid (mRNA) the best indicator of HPV status, but it has not been detected in situ in OSCC. We constructed tissue microarrays (TMAs) from a cohort of OSCC for which p16 immunohistochemistry and HPV DNA ISH were previously performed on whole sections. We utilized a novel, chromogenic RNA ISH assay called RNAscope to detect E6/E7 mRNA of HPV-16 and other high-risk types on these TMAs. RNA ISH results were obtained for 196 of 211 TMA cases, of which 153 (78.1%) were positive. p16 immunohistochemistry and HPV DNA ISH were positive in 79.0% and 62.4% of cases, respectively. Concordance between RNA and p16, DNA and p16, and RNA and DNA were 96.4%, 78.7%, and 83.5%, respectively. Only 7 cases (3.6%) were discrepant between RNA ISH and p16. In univariate analysis, all 3 tests correlated with better overall survival (OS), disease-specific survival (DSS), and disease-free survival (DFS) (all P<0.001). In multivariate analysis, OS correlated significantly with RNA (hazard ratio=0.39, P=0.001), DNA (0.53, P=0.03), and p16 (0.30, P<0.001), but DSS and DFS correlated significantly only with p16 (DSS: 0.36, P=0.006; DFS: 0.42, P=0.016). RNA ISH is more sensitive than DNA ISH in detecting HPV in OSCC, and it correlates strongly with p16. Although both tests were comparable, p16 more strongly stratified patient outcomes.

Basal cell carcinoma (BCC) of the skin is the most common cancer, with a higher incidence than all other malignancies combined. Although it is rare to metastasize, patients with multiple or frequently recurring BCC can suffer substantial comorbidity and be difficult to manage. Assessment of risk is a key element of management needed to inform treatment selection. The overall management of BCC primarily consists of surgical approaches, with radiation therapy as an alternate or adjuvant option. Many superficial therapies for BCC have been explored and continue to be developed, including topicals, cryosurgery, and photodynamic therapy. Two hedgehog pathway inhibitors were recently approved by the FDA for systemic treatment of advanced and metastatic BCC, and others are in development. The NCCN Guidelines for Basal Cell Skin Cancer, published in full herein, include recommendations for selecting among the various surgical approaches based on patient-, lesion-, and disease-specific factors, as well as guidance on when to use radiation therapy, superficial therapies, and hedgehog pathway inhibitors.